(57)【要約】【課題】  マスク率が高くＸ線被爆のより十分な低減が可能な医療用Ｘ線装置を提供する。【解決手段】  液晶マスク部１４は、撮影時のＸ線被爆を低減するための装置であって、Ｘ線絞り装置１６及び被検体１９間に配置されている。液晶マスク部１４は、制御部２７で作成されたマスクパターンデータ３３をＩＦボード３６を介して取り込み、そのマスクパターンデータ３３に基づいてマスク３５を形成するように構成されている。マスク３５は、特定波長のＸ線を特定方向に回析するように形成されている。マスク３５は、液晶を用いて形成されている。また、ブラッグの法則を利用するようになっている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を被検体に照射するＸ線管及び該Ｘ線管からの前記Ｘ線の照射範囲を規制するＸ線絞り装置を有するＸ線発生部と、該Ｘ線発生部に対向配置され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線受像部と、Ｘ線照射野を含む前記被検体の表面を撮影し画面に表示する画像表示部とを備えた医療用Ｘ線装置であって、
前記画像表示部を、前記被検体の表面像に応じたマスクパターンデータの作成が可能となる構成とし、且つ、前記Ｘ線絞り装置及び前記被検体間には、前記マスクパターンデータに基づいて特定波長のＸ線を特定方向に回析することが可能なマスクの形成がなされる液晶マスク部を配置した
ことを特徴とする医療用Ｘ線装置。
【請求項２】
請求項１に記載の医療用Ｘ線装置において、
前記被検体の輪郭を画像処理により抽出して前記マスクパターンデータを自動的に作成する構成とした
ことを特徴とする医療用Ｘ線装置。
【請求項３】
請求項１に記載の医療用Ｘ線装置において、
前記表面像を見ながらマスク箇所を指定して前記マスクパターンデータを作成する構成とした
ことを特徴とする医療用Ｘ線装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３いずれか記載の医療用Ｘ線装置において、
前記Ｘ線照射野を含む前記被検体の前記表面を撮影するカメラと前記Ｘ線絞り装置とを一体化した
ことを特徴とする医療用Ｘ線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線発生部とＸ線受像部と画像表示部とを備えた医療用Ｘ線装置に関し、特に、撮影時のＸ線被爆を低減するように改良がなされた医療用Ｘ線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の医療用Ｘ線装置としては、Ｘ線管と、絞りを有する絞り装置と、Ｘ線照射野を含む被検体の表面を撮影するカメラと、撮影された表面像を画像処理して被検体の輪郭を抽出する輪郭抽出部と、抽出された輪郭を用いて輪郭の外側領域に、照射されるＸ線の量が小さくなるような絞りの制御量を算出する制御量算出部と、絞りの開口量が前記制御量となるように絞りを駆動する絞り駆動部とを備えた装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような装置によれば、図１０に示されるように被検体１の外側領域のみ、照射されるＸ線の量を小さくすることが可能になっている。尚、引用符号２のハッチングは、駆動された絞りによってマスクされる範囲を示している。
【特許文献１】特開平６−２１７９７３号公報  （第２１−２２頁、第４９−５０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術にあっては、照射されるＸ線の量を小さくする範囲が被検体１の外側領域のみであることから、Ｘ線被爆の低減が不十分、言い換えればマスク率が低いという問題点を有している。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされるもので、マスク率が高くＸ線被爆のより十分な低減が可能な医療用Ｘ線装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためなされた請求項１記載の本発明の医療用Ｘ線装置は、Ｘ線を被検体に照射するＸ線管及び該Ｘ線管からの前記Ｘ線の照射範囲を規制するＸ線絞り装置を有するＸ線発生部と、該Ｘ線発生部に対向配置され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線受像部と、Ｘ線照射野を含む前記被検体の表面を撮影し画面に表示する画像表示部とを備えた医療用Ｘ線装置であって、前記画像表示部を、前記被検体の表面像に応じたマスクパターンデータの作成が可能となる構成とし、且つ、前記Ｘ線絞り装置及び前記被検体間には、前記マスクパターンデータに基づいて特定波長のＸ線を特定方向に回析することが可能なマスクの形成がなされる液晶マスク部を配置したことを特徴としている。
【０００７】
このような特徴を有する本発明によれば、照射されるＸ線の量を小さくするマスクが、Ｘ線絞り装置の絞りを制御して形成する場合よりも、より被検体に合った状態に形成される。すなわち、撮影状況をもとにしてマスクが液晶マスク部に作成されるからである。従って、その液晶マスク部を備えることにより、従来よりもマスク率を高めることが可能になる。マスク率が高まれば、Ｘ線被爆の低減がより十分に図られる。
【０００８】
尚、液晶マスク部は、液晶を用いるとともにブラッグの法則を利用して上記のような機能を有するマスクを形成するものとする。
【０００９】
請求項２記載の本発明の医療用Ｘ線装置は、請求項１に記載の医療用Ｘ線装置において、前記被検体の輪郭を画像処理により抽出して前記マスクパターンデータを自動的に作成する構成としたことを特徴としている。このような特徴を有する本発明によれば、被検体に合ったマスクがリアルタイムに液晶マスク部に形成される。
【００１０】
請求項３記載の本発明の医療用Ｘ線装置は、請求項１に記載の医療用Ｘ線装置において、前記表面像を見ながらマスク箇所を指定して前記マスクパターンデータを作成する構成としたことを特徴としている。このような特徴を有する本発明によれば、装置を操作する者の所望するマスクが液晶マスク部に形成される。
【００１１】
請求項４記載の本発明の医療用Ｘ線装置は、請求項１ないし請求項３いずれか記載の医療用Ｘ線装置において、前記Ｘ線照射野を含む前記被検体の前記表面を撮影するカメラと前記Ｘ線絞り装置とを一体化したことを特徴としている。このような特徴を有する本発明によれば、Ｘ線照射野に相当する画面表示が画像表示部においてなされる。画面表示範囲がＸ線照射野に相当することから、マスクの精度が向上する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載された本発明によれば、マスク率を従来よりも高くすることができるという効果を奏する。従って、Ｘ線被爆の低減をより十分に図ることができるという効果を奏する。
【００１３】
請求項２に記載された本発明によれば、マスクをリアルタイムに形成することができるという効果を奏する。
【００１４】
請求項３に記載された本発明によれば、所望のマスクを形成することができるという効果を奏する。
【００１５】
請求項４に記載された本発明によれば、マスク精度を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の医療用Ｘ線装置の一実施の形態を示す構成図である。また、図２は被検体の表面を撮影するカメラの配置説明図、図３はマスクの一例を示す模式図、図４は撮影範囲を示す模式図、図５はマスクパターンデータを示す模式図、図６はマスクパターンデータの他の作成例を示す模式図、図７はマスク形成についての説明図、図８は特定波長のＸ線を特定方向に回析することについての説明図、図９は回析についての模式図である。
【００１７】
図１において、本発明の医療用Ｘ線装置は、Ｘ線発生部１１とＸ線受像部１２と画像表示部１３とを備えて構成されている。また、医療用Ｘ線装置は、本発明の要旨となる液晶マスク部１４を備えて構成されている。以下、各構成について説明する。
【００１８】
Ｘ線発生部１１は、Ｘ線管１５とＸ線絞り装置１６とＸ線制御部１７とを備えて構成されている。Ｘ線管１５は、Ｘ線１８を被検体（被検者）１９に照射するための装置であって、Ｘ線制御部１７に接続されている。Ｘ線制御部１７は、特に図示しないが、Ｘ線高電圧発生装置と制御装置とで構成されている。Ｘ線絞り装置１６は、Ｘ線管１５と被検体１９との間に配置されている。また、Ｘ線絞り装置１６は、Ｘ線管１５から照射されたＸ線１８を所定のＸ線束に規制する絞り２０（図２参照）を有している。
【００１９】
Ｘ線受像部１２は、Ｘ線発生部１１に対向配置されており、寝台２１上の被検体１９を透過した透過Ｘ線２２を検出することができるように構成されている。Ｘ線受像部１２は、画像表示部１３の後述する制御部２７に接続されている。
【００２０】
画像表示部１３は、Ｘ線受像部１２からの画像信号を処理する機能を有している（既知であるのでここでは説明を省略する）。また、画像表示部１３は、Ｘ線照射野２３を含む被検体１９の表面像２４（図４参照）を表示する機能と、液晶マスク部１４を制御する機能とを有している。
【００２１】
画像表示部１３は、上記の表面像２４を表示する機能と液晶マスク部１４を制御する機能とを有するために、カメラ２５と、キャプチャボード２６と、制御部２７と、ビデオボード２８と、画像表示用モニタ２９と、輪郭抽出部（及び／又はペン抽出部）３０と、操作部３１と、メモリ３２とを備えて構成されている。
【００２２】
カメラ２５は、光学画像を撮影して画像信号を出力する既知のＣＣＤカメラであって、Ｘ線絞り装置１６に内蔵されている。具体的には、図２に示されるように、絞り２０の近傍となるように一体に取り付けられている（配置は一例であるものとする）。カメラ２５の撮影範囲は、液晶マスク部１４の制御を容易にするために、Ｘ線照射野２３に相当するように設定されている。カメラ２５は、キャプチャボード２６を介して制御部２７に接続されている。
【００２３】
制御部２７は、カメラ２５からの画像信号を受け取り、ビデオボード２８を介して画像表示用モニタ２９にＸ線照射野２３を含む被検体１９の表面像２４を表示するとともに、液晶マスク部１４の後述するマスク３５を形成するためのマスクパターンデータ３３（図５参照）を作成することができるように構成されている。このような制御部２７には、輪郭抽出部（及び／又はペン抽出部）３０、操作部３１、及びメモリ３２等が接続されている。
【００２４】
輪郭抽出部３０は、画像認識技術を用いて表面像２４内の被検体１９の輪郭３４（図４参照）を所望のタイミング毎に抽出するとともに、抽出した輪郭データを制御部２７に伝送するように構成されている。制御部２７は、取り込んだ輪郭データに基づいてマスクパターンデータ３３を自動的に作成するようになっている（マスクパターンデータ３３は、図５の色の濃い部分がマスクとなるようにそのデータが作成されている）。
【００２５】
尚、マスクパターンデータ３３は、次のように作成してもよいものとする。すなわち、図６に示されるように、装置を操作する者（ユーザー）が画像表示用モニタ２９を見ながらタブレット等の操作部３１を操作してマスク箇所を指定することにより作成してもよいものとする（上記ペン抽出部から抽出データを制御部２７へ伝送し、その抽出データをもとにマスクパターンデータを作成する）。この場合、所望するマスク３５を液晶マスク部１４に形成することが可能になる。例えば、より局所的なマスクを形成する際に好適になるのは言うまでもない。
【００２６】
液晶マスク部１４は、撮影時のＸ線被爆を低減するための装置であって、Ｘ線絞り装置１６及び被検体１９間に配置されている。液晶マスク部１４は、制御部２７で作成されたマスクパターンデータ３３をＩＦボード３６を介して取り込み、そのマスクパターンデータ３３に基づいてマスク３５（図３参照）を形成するように構成されている。マスク３５は、特定波長のＸ線を特定方向に回析するように形成されている。
【００２７】
ここで、液晶マスク部１４に形成されるマスク３５についてもう少し詳しく説明すると、マスク３５は、液晶を用いて形成されている。また、ブラッグの法則を利用するようになっている。マスク３５に用いられる液晶は、ネマティック液晶であって、次のような性質を有している。すなわち、一定方向に微細な溝のある板（配向膜）に接触させると、その溝に沿って分子が並ぶ性質を有している。また、電圧をかけると電界に沿って分子の並び方が変わる性質を有している。
【００２８】
図７（ａ）において、液晶を同じ向きに溝のある板３７、３７で挟み込むと、全ての液晶分子３８が同じ向きに整列（但し位置は三次元的に変化）する。また、その状態で二枚の板３７、３７の間に電圧を印可すると、図７（ｂ）に示されるように、液晶分子３８が立ち上がり、図７（ｃ）に示されるように、電界に沿って垂直に並ぶようになる。液晶分子３８は、印可する電圧により分子の立ち上がり角度がある程度変化するようになる。言い換えれば、印加電圧により液晶分子３８を任意の角度に制御することができるようになる。
【００２９】
図８において、結晶に特性Ｘ線を当てると、その結晶の構造によって決まる特定の方向に回析Ｘ線が発生する。この時、入射する特性Ｘ線の波長λと格子面３９の間隔ｄ及びＸ線の入射角・回析角θの間には、ブラッグの法則（ｄ：格子面間隔、θ：ブラッグ角、λ：特性Ｘ線の波長、ｎ：Ｘ線の次数とすると、２ｄｓｉｎθ＝ｎλ）が成立する。そのため、入射するＸ線に対してθの角度だけ傾いた状態に分子を固定することにより、特定の波長のＸ線を特定の方向に回析することができるようになる。
【００３０】
従って、図９に示されるように、例えば液晶４０をその中心で二分割し、左半面４１及び右半面４２でそれぞれ液晶分子３８の立ち上がり方向を変えることにより（上述の原理を利用することにより）、マスク３５に入射するＸ線１８のうち、特定の波長のＸ線（特性Ｘ線）を撮影対象に対して外側に向かう方向に回析することができる。これにより、撮影部位外に直接当たるＸ線を低減することができる。
【００３１】
次に、上記構成に基づいて本発明の医療用Ｘ線装置の作用を説明する。
【００３２】
寝台２１の上に被検体１９が横になり、そして装置の作動準備が完了すると、画像表示用モニタ２９にはＸ線照射野２３を含む被検体１９の表面像２４が表示される。また、制御部２７ではマスクパターンデータ３３が作成される。そして、そのマスクパターンデータ３３に基づいて液晶マスク部１４には、マスク３５が形成される。マスク３５は、被検体１９に対する撮影状況をもとにして作成されることから、被検体１９に合った状態に形成される。マスク３５は、リアルタイムに形成される。
【００３３】
図３に示されるマスク３５は、色の濃い部分４３が液晶分子３８の立ち上がり方向が変わっており、マスク３５に入射するＸ線１８を大きく減衰させるようになっている。また、色の薄い部分４４は、マスク３５に入射するＸ線１８の減衰が小さくなるようになっている。
【００３４】
このような状態において、Ｘ線発生部１１から所定のＸ線束でＸ線１８が照射されると、そのＸ線１８はマスク３５でマスクされる。そして、液晶マスク部１４を透過したＸ線１８は、被検体１９の照射が必要な部位のみに照射がなされる。
【００３５】
以上、図１ないし図９を参照しながら説明してきたように、本発明の医療用Ｘ線装置では、撮影状況をもとにして専用のマスク３５を液晶マスク部１４に形成することができる。そのマスク３５は、従来例のマスクや汎用マスク（金属製の例えば円形マスク）等に比べてマスク率が高く、Ｘ線被爆を低減することができる。
【００３６】
尚、液晶分子３８の角度が制御されることから、散乱線がピークとなる方向をある程度予測して、防護、除去することができる。
【００３７】
その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による医療用Ｘ線装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】被検体の表面を撮影するカメラの配置説明図である。
【図３】マスクの一例を示す模式図である。
【図４】撮影範囲を示す模式図である。
【図５】マスクパターンデータを示す模式図である。
【図６】マスクパターンデータの他の作成例を示す模式図である。
【図７】マスク形成についての説明図である。
【図８】特定波長のＸ線を特定方向に回析することについての説明図である。
【図９】回析についての模式図である。
【図１０】従来例のマスクを示す模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１  Ｘ線発生部
１２  Ｘ線受像部
１３  画像表示部
１４  液晶マスク部
１５  Ｘ線管
１６  Ｘ線絞り装置
１７  Ｘ線制御部
１８  Ｘ線
１９  被検体
２０  絞り
２２  透過Ｘ線
２３  Ｘ線照射野
２４  表面像
２５  カメラ
２７  制御部
２９  映像表示用モニタ
３０  輪郭抽出部（及び／又はペン抽出部）
３１  操作部
３３  マスクパターンデータ
３４  輪郭
３５  マスク
３８  液晶分子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005095345.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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